Strongly coupled non-Abelian plasmas in a magnetic field

Abstract

Plasmas não-Abelianos fortemente acoplados em um campo magnético (Strongly coupled non-Abelian plasmas in a magnetic field). São Paulo, 2016. Nesta dissertação utilizamos uma abordagem via dualidade gauge/gravity para estudar a dinâmica de plasmas não-Abelianos fortemente interagentes. Nosso objetivo último visa aplicações para o plasma de quarks e glúons (QGP), cujo interesse científico cresceu exponencialmente depois de sua descoberta em meados dos anos 2000 ao colidir-se íons ultrarelativísticos. Dissertação (Mestrado)-Podemos enriquecer a dinâmica do QGP ao adicionarmos campos externos, como o potencial químico (para exploração do diagrama de fases hadrônico), ou um campo magnético. Nesta dissertação, tomamos como norte a exploração dos efeitos magnéticos. De fato, acredita-se que campos magnéticos da ordem de eB ∼ 10m 2 π sejam criados nos estágios iniciais do QGP.O observável escolhido para sondar possíveis efeitos do campo magnético no QGP foi a viscosidade, em partes pelo famoso resultado η/s = 1/4π obtido holograficamente. Utilizamos num primeiro momento uma caricatura da QCD, a N = 4 super Yang-Mills para calcular o que muda na viscosidade com o advento do campo magnético. Devemos salientar, contudo, que um plasma altamente magnetizado possui a priori sete coeficientes de viscosidade (cinco de cisalhamento e duas volumétricas). Também exploramos, nesse mesmo modelo, o potencial de um par pesado de quark-antiquark na presença de um campo magnético.Por fim, propomos um modelo holográfico fenomenológico mais semelhante a QCD, sendo ele "calibrado" pelos dados da QCD na rede, para estudar a termodinâmica e a viscosidade do QGP imerso num forte campo magnético. In this dissertation we use the gauge/gravity duality approach to study the dynamics of strongly coupled non-Abelian plasmas. Ultimately, we want to understand the properties of the quark-gluon plasma (QGP), whose scientifc interest by the scientific community escalated exponentially after its discovery in the 2000's through the collision of ultrarelativistic heavy ions.One can enrich the dynamics of the QGP by adding an external field, such as the baryon chemical potential (needed to study the QCD phase diagram), or a magnetic field. In this dissertation, we choose to investigate the magnetic effects. Indeed, there are compelling evidences that strong magnetic fields of the order eB ∼ 10m 2 π are created in the early stages of ultrarelativistic heavy ion collisions.The chosen observable to scan possible effects of the magnetic field on the QGP was the viscosity, due to the famous result η/s = 1/4π obtained via holography. In a first approach we use a caricature of the QGP, the N = 4 super Yang-Mills plasma to calculate the deviations of the viscosity as we add a magnetic field. We must emphasize, though, that a magnetized plasma has a priori seven viscosity coefficients (five shears and two bulks). In addition, we also study in this same model the anisotropic heavy quark-antiquark potential in the presence of a magnetic field.In the end, we propose ...

Tópicos em dinâmica de fluidos como uma teoria de campo

“…Pela análise hidrodinâmica do espectro azimutal das partículas no RHIC (ROMATSCHKE; ROMATSCHKE, 2007) e LHC (LUZUM, 2011) a matéria formada é extremamente acoplada (LEE; WICK, 1974), e assim o Ćuxo elíptico detectado pode ser tratado como um Ćuido quase perfeito. Resultados mostraram que a viscosidade é proporcional a temperatura e entender essas questões ajudaria a encontrar os coeĄciente de transporte do plasma criado nessa colisão (CRITELLI, 2016). Outro resultado agregado é o valor pequeno de Ö/𝑠 oriundo da análise do Ćuxo elíptico, próximo daquele estimado pela AdS/CFT, (POLICASTRO; STARINETS, 2001).…”

“…Onde 𝐸 a energia da partícula, 𝑝 𝑇 momento transverso, ã o ângulo azimutal, 𝑦 a rapidez, å 𝑛 é a reação do ângulo do plano e 𝑣 𝑛 é o coeĄciente de Fourier associado com o modo: 𝑣 1 o Ćuxo direto, 𝑣 2 o Ćuxo elíptico, 𝑣 3 o Ćuxo triangular que quantiĄcam a anisotropia triangular nos estados iniciais e Ąnais de colisões de íons pesados e outros (CRITELLI, 2016;ADAMS et al, 2012). Os coeĄcientes ímpares de Fourier aparecem, principalmente, por causa das Ćutuações do estado inicial.…”

“…Cálculos hidrodinâmicos mostram que o Ćuxo elíptico 𝑣 2 é aproximadamente linear na anisotropia espacial (SNELLINGS, 2011;GALE et al, 2013). A Ągura 1 á esquerda permite responder a pergunta se a hidrodinâmica é um bom modelo para descrever um Ćuxo elíptico, os dados experimentais fornecem uma resposta positiva ao obterem Ö/𝑠 = 0.2 (GALE et al, 2013;CRITELLI, 2016). Experimentalmente o valor de Ö/𝑠 é observado quando se mede 𝑣 2 como se vê no gráĄco a direita da Ągura 1.…”

Incluindo efeitos da densidade de momento inicial e do tensor de tensões no mapeamento de resposta hidrodinâmica em colisões de íons pesados

“…With the increasing temperature (heating) and/or the increasing baryon density (compression), a phase transition may occur to the state where ordinary hadrons do not exist anymore, and quarks and gluons themselves are the appropriate degrees of freedom. This phase transition is called Quark-Gluon Plasma (QGP) [4][5][6][7][8][9][10][11][12][13][14][15][16][17][18][19].…”

Propriedades fora do equilíbrio do plasma de quarks e glúons fortemente acoplado

“…the so-called Chapman-Enskog gradient expansion[279] was used to derive the relativistic Burnett theory of fluid dynamics, which is acausal and unstable[122] 8. In addition, if one breaks spatial symmetry and/or includes a magnetic field, more coefficients are needed to describe the plasma[121,[282][283][284][285][286][287].…”